суббота, 26 сентября 2009 г.

Настройка системы управления Clio 2 RS Turbo.

Первоначальная прошивка поставляемая с английским турбо-китом оставляла желать лучшего, фактически это было на скорую руку набросанное поделие в котором составы смеси и углы были не то, что далеки от идеальных - они были абсолютно неадекватными! В частности на полной нагрузке при бусте 0,5bar фактический (по ШДК) состав смеси был 15.0:1, а угол на высоких RPM в районе 9 градусов. Это поздно настолько, что ЕGT уверенно держался на пороге 1100 градусов. Полностью отсутствовал нормальный прогрев и холостой ход (обороты держались на уровне 1500-1700 при штатных валах, хотя уставки в программе были гораздо меньше). Переходы с ХХ на режимы нагрузки и переключения передач сопровождались рывками и провалами. Низкие углы давали высокий EGT прямо на ХХ. Постоянно прогорала прокладка между турбокомпрессором и коллектором, прокладки от зилов держались неделю, фирменная HKS под T25 фланец каким то чудом выстояла три недели - но тоже сдалась под натиском температур. Так же чудом с самим мотором и турбокомпрессором ничего не происходило, что подтверждает чрезвычайно высокую надежность самого двигателя F4R-732 и его неплохой потенциал для тюнинга. Машина даже с таким EGT ездила в Мячкого и вобщем то финишировала без проблем, за одно показывая в пиках приборов Defi чудовищные перегревы по маслу (140 градусов) и двигателю.

Фактически машина ехала исключительно благодаря работе штатного алгоритма лямбда-регулирования. Причем стараясь даже на полном бусте держать смеси близко к стехиометрическим. В картах VE творился полный бардак.

Однако так дальше жить было нельзя и надо было что то делать! Поэтому пришлось браться за работу, работу сложную и долгую. Ведь в этом случае систему управления нельзя было просто заменить на что нибудь более подходящее типа того-же Января-5.1 - в этом случае приборная панель и ESP оказались бы полностью неработоспособными, поскольку могут получать информацию только по шине CAN.

Использование современной 'атмосферной' ЭСУД которой является Sirius 34 для управления турбо двигателем - задача сложная, поскольку система в общем то не разрабатывалась для этого. В ЭСУД очень много параметров заданых жестко, без возможности их какой либо коррекции, к параметрам представляющим наибольшую проблему в случае турбирования двигателя, например, относятся:

- Калибровки датчика абсолютного давления.
- Внутреннее представление абсолютного и барометрического давления.
- Калибровки производительности форсунок.

Поскольку машина используется с избыточным давлением - разработчики турбо кита заменили атмосферный датчик абсолютного давления на датчик от Renaiult Megan Turbo (F4RT) а форсунки установили от мотоцикла Dukatti производительностью 490сс. Однако никакой возможности отразить эти изменения в ПО системы управления ее разработчиками попросту было не предусмотрено! Это и привело к проблемам которые необходимо было решить. В частности поскольку напряжение в нормали (на заглушенной машине) на выходе MAP упало более, чем в 2 раза, функция барометрической коррекции стала работать абсолютно неадекватно, грубо говоря, по ее внутренним представлениям, машина находилась на высоте нескольких десятков километров от уровня моря (на горе уж не как не меньше Арарата). Многие расчетные данные - например сечения дроссельного узла, а так же время импульса впрыска в разных режимах ЭСУД корректирует имеющимся в системе барометрическим фактором. Это привело к тому, что машина пыталась компенсировать кажущуюся ей высоту, а следовательно и кажущийся недостаток воздуха, чрезмерно приоткрывая дроссельную заслонку, что приводило к выходу оборотов ХХ из всех возможных пределов (диапазона адаптации "в низ" по дросселю не хватало).

Изменившаяся производительность форсунок полностью вывела из строя режим пуска. Как и во многих системах, управление временем впрыска на пуске в Sirius 34 идет на прямую, поскольку при пуске (прокрутке) информация о расходе воздуха двигателем не доступна, и использовать модели расчета топливоподачи с VE невозможно. Изменение же производительности форсунок требовало отражения в таблицах пусковой топливоподачи, иначе двигатель просто заливало, однако в совокупности с излишне открытым дросселем все это приводило к тому, что при прокрутке обороты взлетали 'в космос' и чихая облаком черного дыма вперемешку с живым бензином автомобиль запускался, но не всегда с первой попытки. Маршрутный компьютер Сlio так же показывал 'погоду на марсе' поскольку в систему по CAN передавался неадекватный мгновенный расход топлива основанный на статической производительности старых форсунок.

Однако в результате все проблемы были решены или в какой то мере обойдены, система управления была настроена.

Первым делом была модифицирована управляющая программа ЭСУД с целью полного отключения барометрической коррекции. Технически можно было бы ее оставить, пересчитав калибровки нового MAP для работы при пуске и дописав соответствующий кусочек кода, но это все равно бы урезало ее возможности. На атмосферном ДВС барофактор постоянно пересчитывается в процессе работы - на режимах малых оборотов и больших открытиях дроссельной заслонки, на 'турбо' же автомобиле расчет барофактора при работе двигателя с использованием информации с единственного MAP сенсора, является слишком нетривиальной задачей (мне не известно ее решение, во всяком случае, все 'турбо' мозги, что я видел имели встроенный баросенсор, используемый только для расчетов барофактора). Оптимальным решением было полное удаление функции. Вообще автомобиль не предполагалось использовать при больших перепадах высот - а при малых перепадах прекрасно работают имеющиеся в ЭСУД адаптивные алгоритмы коррекции.

Обе лямбды были удалены. Еще раньше на атмосферном моторе я столкнулся с пагубным влиянием передней лямбды, а точнее мультипликатива и аддитива полученных на режимах ЧН на режимы полной мощности - и точно знал, что если переднюю лямбду оставить в системе, она всю настройку испортит рано или поздно, причем скорее всего рано, как правило коэффициенты обучения в зоне полной мощности через 1000км принимают неадекватные значения и система беднит, если для атмосферной машины это просто потеря мощности, то 'в турбо' на эффективных углах могут и поршни в поддон осыпаться от таких фокусов.

Пусковые калибровки ЭСУД и модели расхода топлива для передачи в шину были найдены и поправлены в соответствии с производительностью форсунок турбо-кита.

С внутренним представлением давления к сожалению все было сложнее - здесь ничего нельзя было изменить не тронув кучу кода. Фактически приходилось довольствоваться тем, что значения давления в микропрограмме ЭСУД (и передаваемые на диагностику) ничего общего не имели с фактическим давлением в коллекторе двигателя измеренным эталонным прибором, проблема усугублялась так же отсутствием линейности, между передаваемыми данными и фактическим давлением - все это приводило к тому, что все трехмерные карты топлива (точнее VE) и углов заданные осью давления, приходилось проверять на всех возможных значениях давления, на практике это достигалось плавным с помощью жиклеров повышением давления турбокомпрессора, с последующим логированием заездов. При этом режимная точка и фактический состав смеси контролировался с помощью ШДК и CAN логера ПАК Sirius. Полученные логи анализировались в Ecuedit, после чего производилась коррекция калибровок микропрограммы ЭСУД с использованием TunerPro, и перезапись ЭБУ с помощью ПАК Sirius. Усложнял ситуацию и фазовращатель - фактически, одну и ту же работу приходилось проделывать дважды, на разных его положениях. Так же внимательно анализировались все алгоритмы ЭСУД где использовалось давление воздуха на впуске - если это необходимо изменялись их калибровки. Отдельно стоит сказать, что настройка подобного качества произведенная полностью в ручную заняла несколько дней времени, поскольку система управления не позволяла корректировать калибровки 'online'и по окончании каждой итерации настройки приходилось переписывать калибровки в ЭБУ, в результате чего, блок управления перезаписывался несколько десятков раз.


При выходе на буст 0.7bar имеющаяся нелинейность давления создала проблему с маштабом коэффициентов в таблицах VE - попытка обогатить смесь привела к упору в верхний предел VE таблицы. Пришлось снова залезть в микро код программы управления для того, чтоб изменить расчет топливоподачи, фактически изменив значения offset и multipler применяемые для трансляции VE из табличного представления в картах в физическое представление используемое алгоритмом расчета подачи топлива. Были введены другие коэффициенты и с помощью редактора таблиц TunerPro пересчитаны уже готовые участки карт до буста 0.7bar.

В итоге не смотря на множественное применение обходных технологий все же удалось удовлетворительно настроить систему управления двигателем, и решить все проблемы с пуском (хотя чуть позже отдельно пришлось корректировать 'зимний пуск'), машина прекрасно держит холостой ход, прекрасно держит заданные смеси и углы. Почти на 150 градусов упал EGT, перестали гореть прокладки турбокомпрессора. Таким образом проект 'турбирования clio' наконец то практически подошел к своему логическому завершению хотя бы в области программы.

Не смотря на то, что моментная модель двигателя не настраивалась (да и невозможно это в таких условиях) и во всех направлениях в системе расчеты эффективного момента в ЭСУД идут "пальцем в небо", алгоритм ASR в ESP все же худо бедно, но работает, ибо общее правило "если дроссель методично закрывать то машина все же когда нибудь по любому буксовать перестанет, не зависимо от того турбо она или нет" никуда в общем то не делось. Однако эффективно проехать на ESP в повороте на грани в этой машине вряд ли удастся.


В процессе настройки был произведен замер на стенде R2Racing при давлении турбокомпрессора 0.8bar, исходя из графика протекания мощности это очень близко к пределу возможностей для данной турбины.

Опыт решения задачи управления турбо двигателем Сlio с помощью штатной системы в целом можно считать успешным, во всяком случае все "обходные пути" не заметны в аспектах качества управления двигателем, как в конечных параметрах управления смесью и углом так и в поведении двигателя и отклике на реакции водителя.






Комментариев нет:

Отправить комментарий